(57)【要約】【課題】  記録媒体４０に形成されたホログラム４１に対して精密な位置決めを実現できる位置決め装置を提供すること。【解決手段】  円盤状の記録媒体４０を円周方向に回転させる回転駆動部１と、水平方向に移動させる水平駆動部３とを有し、回転駆動部１と水平駆動部３により記録媒体４０の位置決めを行う位置決め装置において、回転駆動部１は記録媒体４０を中心部４３で回転させる中心駆動部１０と、記録媒体４０を周縁部４４で回転させる周縁駆動部２０とを有し、周縁駆動部２０は中心駆動部１０に対し独立して回転自在な回転部２１を備え、回転部２１は記録媒体４０より小さい直径の円盤状に形成され、円盤状の記録媒体４０に対し水平方向に配置されて周縁部２９が記録媒体４０の周縁部４４に当接することにより、円周方向の回転に伴い記録媒体４０を回転させる。【選択図】  図１
2005353155.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円盤状の記録媒体を円周方向に回転させる回転駆動部と、水平方向に移動させる水平駆動部とを有し、上記回転駆動部と水平駆動部により上記記録媒体の位置決めを行う位置決め装置において、
上記回転駆動部は上記記録媒体を中心部で回転させる中心駆動部と、上記記録媒体を周縁部で回転させる周縁駆動部とを有し、
上記周縁駆動部は上記中心駆動部に対し独立して回転自在な回転部を備え、該回転部は上記記録媒体より小さい直径の円盤状に形成され、上記円盤状の記録媒体に対し水平方向に配置されて周縁部が上記記録媒体の周縁部に当接することにより、円周方向の回転に伴い上記記録媒体を回転させることを特徴とする位置決め装置。
【請求項２】
上記周縁駆動部は上記回転部の円周方向の回転に伴う上記記録媒体の回転量を検出する回転量検出器を備えることを特徴とする請求項１に記載の位置決め装置。
【請求項３】
上記記録媒体と回転部は周縁部にそれぞれ凹凸形状の溝部を形成して歯車状とすると共に、互いに水平方向に配置されて上記記録媒体の溝部と上記回転部の溝部とを噛合してなることを特徴とする請求項１に記載の位置決め装置。
【請求項４】
上記周縁駆動部は上記回転部を上記記録媒体に対し水平方向に移動自在とする水平動作部を有し、該水平動作部により上記回転部の周縁部が上記記録媒体の周縁部と接離可能としたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の位置決め装置。
【請求項５】
上記周縁駆動部は伸縮自在な微小駆動素子を上記回転部に対し垂直方向に配置してなる垂直動作部を有し、該垂直動作部は上記回転部を垂直方向に移動させることにより、上記回転部の垂直方向の移動に伴い上記記録媒体を移動させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の位置決め装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はホログラム記憶装置において円盤状の記録媒体を移動させ光学系に対して位置決めを行う位置決め装置に関し、特に記録媒体の中心部から離れた位置に形成されたホログラムに対して精密な位置決めを行う位置決め装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来からコンピュータ等に用いられる記憶装置としては、磁気や光によって情報を記録媒体に対して２次元的に書込み、読込みを行うものが広く用いられている。磁気を用いた記録媒体としては、ハードディスクなどが知られており、光を用いた記憶装置としては、ＣＤやＤＶＤなどが知られている。これら記憶装置は、大容量化の要求に応えるため、これまでに記録密度に関して著しい進歩を果たしてきたものである。そして、さらなる大容量化のための手段として、ホログラムの原理を用いた記憶装置の開発が進められている。
【０００３】
ホログラム記憶装置は、符号化された物体光と参照光とを記録媒体上で干渉させてホログラムを形成し、情報を記憶させるものである。物体光は２次元のデジタルデータの形で記録媒体に照射され、情報を再生する際には参照光のみを記録媒体に照射することで、２次元のデジタルデータを再現する。したがって、物体光及び参照光の光学系と記録媒体とは正確に位置決めする必要がある。この位置決めは、光学系を固定しておき、記録媒体を平面方向に移動させることにより行われる。このようなホログラム記憶装置としては、例えば特許文献１に挙げるものがある。
【特許文献１】特開２００１−９３１５７号公報
【０００４】
従来のホログラム記憶装置においては、円盤状の記録媒体の中心部をモータに接続して円周方向に記録媒体を回転させ、モータをトラバースするスライダを設けることで水平方向に記録媒体を移動させる。これによって、記録媒体を光学系に対して位置決めすることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のホログラム記憶装置における記録媒体の位置決め装置においては、記録媒体の中心部を駆動軸として記録媒体を円周方向に回転させるため、記録媒体の中心部から近い位置に形成されたホログラムに対しては比較的精度良く位置決めができる。しかし、記録媒体の中心部から離れた位置に形成されたホログラムに対しては近い位置に形成されたホログラムの場合と比べ距離差によって誤差が倍増し、正確に位置決めすることは困難であった。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決すべくなされたものであり、記録媒体に形成されたホログラムに対して精密な位置決めを実現できる位置決め装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明に係る位置決め装置は、円盤状の記録媒体を円周方向に回転させる回転駆動部と、水平方向に移動させる水平駆動部とを有し、上記回転駆動部と水平駆動部により上記記録媒体の位置決めを行う位置決め装置において、
上記回転駆動部は上記記録媒体を中心部で回転させる中心駆動部と、上記記録媒体を周縁部で回転させる周縁駆動部とを有し、上記水平駆動部は上記中心駆動部を水平方向に移動させる水平動作部を有し、
上記周縁駆動部は上記中心駆動部に対し独立して回転自在な回転部を備え、該回転部は上記記録媒体より小さい直径の円盤状に形成され、上記円盤状の記録媒体に対し水平方向に配置されて周縁部が上記記録媒体の周縁部に当接することにより、円周方向の回転に伴い上記記録媒体を回転させることを特徴として構成されている。
【０００８】
また、本発明に係る位置決め装置は、上記周縁駆動部は上記回転部の円周方向の回転に伴う上記記録媒体の回転量を検出する回転量検出器を備えることを特徴として構成されている。
【０００９】
さらに、本発明に係る位置決め装置は、上記記録媒体と回転部は周縁部にそれぞれ凹凸形状の溝部を形成して歯車状とすると共に、互いに水平方向に配置されて上記記録媒体の溝部と上記回転部の溝部とを噛合してなることを特徴として構成されている。
【００１０】
さらにまた、本発明に係る位置決め装置は、上記周縁駆動部は上記回転部を上記記録媒体に対し水平方向に移動自在とする水平動作部を有し、該水平動作部により上記回転部の周縁部が上記記録媒体の周縁部と接離可能としたことを特徴として構成されている。
【００１１】
また、本発明の係る位置決め装置は、上記周縁駆動部は伸縮自在な微小駆動素子を上記回転部に対し垂直方向に配置してなる垂直動作部を有し、該垂直動作部は上記回転部を垂直方向に移動させることにより、上記回転部の垂直方向の移動に伴い上記記録媒体を移動させることを特徴として構成されている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る位置決め装置によれば、周縁駆動部に備える回転部は記録媒体より小さい直径の円盤状に形成され、記録媒体に対し水平方向に配置されて周縁部が記録媒体の周縁部に当接することにより、円周方向の回転に伴い記録媒体を回転させるため、記録媒体の中心部から離れた位置に形成されたホログラムに対して記録媒体を微小動作させることができ、精密な位置決めを行うことができる。
【００１３】
また、本発明に係る位置決め装置によれば、周縁駆動部は回転部の円周方向の回転に伴う記録媒体の回転量を検出する回転量検出器を備えるため、周縁駆動部は滑りにより回転部の回転量と記録媒体の回転量とが差を生じた場合に回転部の回転量を調整することができる。
【００１４】
さらに、本発明に係る位置決め装置によれば、記録媒体と回転部は周縁部にそれぞれ凹凸形状の溝部を形成して歯車状とすると共に、互いに水平方向に配置されて記録媒体の溝部と回転部の溝部とが噛合してなるため、周縁駆動部は記録媒体を滑りなく回転させることができる。
【００１５】
さらにまた、本発明に係る位置決め装置によれば、周縁駆動部は回転部を記録媒体に対し水平方向に移動自在とする水平動作部を有し、水平動作部により回転部の周縁部が記録媒体の周縁部と接離可能とするため、回転部の周縁部が記録媒体の周縁部に当接する状態と当接しない状態に切替えることができ、水平駆動部及び中心駆動部により記録媒体を動作させる際に回転部の周縁部が記録媒体の周縁部に当接しない退避状態にできるので、記録媒体のスムーズな駆動を行うことができる。
【００１６】
また、本発明に係る位置決め装置によれば、周縁駆動部は回転部を垂直方向に移動自在とすることにより、回転部の移動に伴い記録媒体を垂直方向に移動させるため、記録媒体を光学系に対して垂直方向に位置決めすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の実施形態について図面に沿って詳細に説明する。図１は本実施形態における記録媒体４０と位置決め装置との関係を示した平面図、図２は図１のＡ−Ａ断面図である。これら各図において、本実施形態における位置決め装置は、ホログラム記憶装置においてディスク状の記録媒体４０を光学系の読み出し位置４２に対して正確な位置決めを行うために用いられ、記録媒体４０を円周方向に回転させる回転駆動部１と、水平方向に移動させる水平駆動部３とを有する。
【００１８】
本実施形態における記録媒体４０はディスク状に形成され、符号化されたページ単位の情報を有する物体光と参照光との干渉縞をホログラム４１として記録部に形成することで、情報を記録する。また、ホログラム４１を形成するのに用いた参照光と同じ光によって情報は再生され、読み出しが行われる。記録媒体４０には複数のホログラム４１、４１が記録媒体４０の同心円上にそれぞれ並んで記録されており、情報を読み出すためには、記録媒体４０は光学系の読み出し位置４２に対して水平方向及び円周方向に高精度な位置決めが要求される。例えば、φ２ｍｍのホログラム４１の中には約１万個のデータが並んで記録されている。このデータの位置とイメージセンサの位置が正確に合わないと情報を読込むことができない。ここで、ピクセルのピッチは約５μｍであり、位置決めの精度を約３％とすると０．１５μｍとなり非常に精密な位置決めが必要であることがわかる。
【００１９】
記録媒体４０を円周方向に回転させる回転駆動部１は記録媒体４０を中心部４３で回転させる中心駆動部１０と、記録媒体４０を周縁部４４で回転させる周縁駆動部２０とを備えている。
【００２０】
中心駆動部１０は、記録媒体４０を固定し回転自在な駆動軸１１を有し、駆動軸１１は記録媒体４０を戴置する戴置台１２を備える。中心駆動部１０は駆動軸１１を円周方向に回転させることによって、記録媒体４０を円周方向に回転させることができる。
【００２１】
周縁駆動部２０は中心駆動部１０に対して独立して回転自在な回転部２１を備え、回転部２１を回転させる駆動部２２と、回転部２１を水平方向に移動させる水平動作部２３と、回転部２１を垂直方向に移動させる垂直動作部２５とを有している。ここで、回転部２１は記録媒体４０の直径よりも十分小さい直径で円盤状に形成される。また、回転部２１は記録媒体４０に対して水平方向に配置されて周縁部２９が記録媒体４０の周縁部４４に当接する。駆動部２２により回転部２１は円周方向に回転し、この回転に伴い記録媒体４０を摩擦によって回転させる。また、周縁駆動部２０は回転量検出器２８を備え、回転部２１の円周方向の回転に伴う記録媒体４０の回転量を検出することができる。
【００２２】
水平動作部２３は、箱状に形成されて回転部２１を回転させる駆動部２２を収容すると共に、水平方向に配置されたガイド２４上に設置され、ガイド２４上を移動することによって回転部２１を水平方向に移動させることができる。
【００２３】
垂直動作部２５は直線的に伸縮する微小駆動素子２６からなり、回転部２１に対して垂直方向に配置されて回転部２１を垂直方向に微小移動自在とする。垂直動作部２５により回転部２１は垂直方向に移動し、この回転部２１の移動に伴い記録媒体４０を垂直方向に移動させることができる。ここで、垂直動作部２５は垂直方向に弾性体２７を設けて微小駆動素子２６に対する抵抗としているため回転部２１の動作を安定して行うことができる。
【００２４】
ここで、微小駆動素子２６は、電界を付加することにより伸縮するものであり、ピエゾ素子等からなる。また、垂直動作部２５の構成については本実施形態に限られず、垂直方向に対して両側に微小駆動素子２６を設ける形式としてもよい。
【００２５】
記録媒体４０を水平方向に移動させる水平駆動部３は箱状に形成されて中心駆動部１０を収容し、中心駆動部１０と略一体的に構成してなる。また、水平駆動部３は水平方向に配置されたガイド３１上に設置されて、ガイド３１上を移動することにより、中心駆動部１０は水平方向に移動し、中心駆動部１０の移動に伴い記録媒体４０を水平方向に移動させることができる。
【００２６】
また、水平駆動部３は直線的に伸縮する微小駆動素子３２を介して中心駆動部１０と接続する。微小駆動素子３２は水平方向に配置されて、中心駆動部１０を水平方向に微小移動自在とする。よって、記録媒体４０は中心駆動部１０の移動に伴い水平方向に移動することができる。また、中心駆動部１０に対して水平方向に弾性体３３を設けて微小駆動素子３２に対する抵抗としているため、中心駆動部１０の動作を安定して行うことができる。ここで、微小駆動素子３２と弾性体３３の配置については本実施形態に限られず、水平方向に対して両側に微小駆動素子３２を設ける形式としてもよい。
【００２７】
水平駆動部３及び中心駆動部１０により記録媒体４０を動作させる際、回転部２１の周縁部２９と記録媒体４０の周縁部４４とを当接させた状態にすると、回転部２１は記録媒体４０の動作の抵抗となってしまう。したがって、水平駆動部３及び中心駆動部１０により記録媒体４０を動作させるときは、周縁駆動部２０は水平動作部２３により回転部２１を水平方向に移動させて、回転部２１の周縁部２９と記録媒体４０の周縁部４４が接しない位置に退避させる。
【００２８】
記録媒体４０は記録部の保護等のためディスクケースに収容される。ディスクケースはメカニカルシャッターを有し、記録媒体４０の不使用時にはシャッターを閉めることで外部と遮断する。周縁駆動部２０は、水平動作部２３により回転部２１をメカニカルシャッターの開閉に合わせて水平方向に移動させることで、シャッターとの衝突を防ぐ。
【００２９】
また、記録媒体４０は中心部４３を駆動軸１１に固定されて水平方向に移動及び円周方向に回転する。記録媒体４０は他に支持部を有していないため振動が大きくなる。このとき、回転部２１は周縁部２９が記録媒体４０の周縁部４４に当接することで記録媒体４０に対して支持部となり、記録媒体４０の振動を抑えることができる。
【００３０】
本実施形態における記録媒体４０を光学系に対して位置決めする過程について図３に沿って説明する。図３は、記録媒体４０に形成されたホログラム４１の位置を光学系の読み出し位置４２に対して位置決めする過程を示した平面図を簡略化し、記録媒体４０と円周駆動部２０の回転部２１のみを示したものである。図３ａは水平駆動部３によって記録媒体４０の水平方向の位置決めを行っている状態を示している。記録媒体４０には同心円上に複数のホログラム４１、４１が形成されており、光学系の読み出し位置４２をホログラム４１が形成されている同心円上に合わせるように記録媒体４０を移動させることによって、記録媒体４０の水平方向の位置決めを行う。
【００３１】
水平駆動部３はガイド上を移動することによって記録媒体４０を水平方向に移動させる。また、水平駆動部３は微小駆動素子３２により、中心駆動部１０の移動に伴い記録媒体４０を水平方向に微小移動させることができるため、記録媒体４０を水平方向に対して精密な位置決めを行うことができる。したがって、水平駆動部３は、ガイド３１上を移動することによる記録媒体４０の移動においては、記録媒体４０を大きく移動させるだけでよく、位置決めに関して高い精度を必要としないためコストを抑えることができる。
【００３２】
図３ｂは中心駆動部１０による円周方向の位置決めを行う過程を示している。中心駆動部１０によりホログラム４１を読み出し位置４２まで回転させることによって、記録媒体４０の円周方向の位置決めを行う。
【００３３】
中心駆動部１０による円周方向の位置決めは、記録媒体４０の中心部４３に近い位置に形成されたホログラム４１の場合、精密な位置決めを行うことができる。しかし、記録媒体４０の中心部４３から離れた位置に形成されたホログラム４１の場合には、中心部４３からの距離が大きくなるため回転成分が大きくなり誤差が大きくなる。したがって、記録媒体４０の中心部４３から遠い位置に記録された情報を読み出す場合、中心駆動部１０は円周方向に正確に位置決めすることができない。
【００３４】
中心駆動部１０は円周方向に正確に位置決めできないため、このままでは記録された情報を読み出すことはできない。そこで、周縁駆動部２０により精密な位置決めを行う。図３ｃに示すように、周縁駆動部２０を水平動作部２３により移動させ、回転部２１の周縁部２９を記録媒体４０の周縁部４４に当接させる。そして、回転部２１を回転させることで、この回転に伴い記録媒体４０を摩擦によって回転させる。ホログラム４１が記録媒体４０の中心部４３から離れた位置に形成されている場合でも、回転部２１の直径は記録媒体４０の直径よりも十分に小さいため、回転部２１と記録媒体４０の径の比によって誤差は減少し、記録媒体４０を微小に回転させることができる。
【００３５】
このようにして、図３ｄに示すように、記録媒体４０を読み出し位置４２に対して正確に位置決めすることができる。周縁駆動部２０により記録媒体４０を円周方向に精密な位置決めを行うことができるため、中心駆動部１０は記録媒体４０を大きく回転させるだけでよく、位置決めに関して高い精度を必要としないためコストを抑えることができる。
【００３６】
周縁駆動部２０による円周方向の位置決めにおいては、記録媒体４０は回転部２１の回転に伴い摩擦によって回転するため、記録媒体４０の周縁部４４と回転部２１の周縁部２９との間で滑りを生じてしまう。周縁駆動部２０は、回転部２１の回転に伴う記録媒体４０の回転量を検出する回転量検出器２８を備えているため、記録媒体４０の回転量を検出することにより、滑りによる回転部２１の回転量と記録媒体４０の回転量との差を検出することができる。したがって、回転部２１の回転量を調整することで記録媒体４０を円周方向に正確に位置決めすることができる。
【００３７】
また、記録媒体４０の光学系に対する相対位置が垂直方向にずれを生じた場合、光学系の焦点は上下にずれてしまい情報を記録・再生することができない。図４は記録媒体４０の垂直方向の位置決めについて示した断面図を簡略化し、記録媒体４０と周縁駆動部２０のみを示したものであり、記録媒体４０の中心部４３を固定する中心駆動部１０等を省略している。周縁駆動部２０は、垂直動作部２５により回転部２１を垂直方向に微小移動させることができる。このため、回転部２１の移動に伴い記録媒体４０は撓みを生じて垂直方向に微小移動し、記録媒体４０を垂直方向に位置決めすることができる。
【００３８】
次に、第２の実施形態について説明する。本実施形態における回転部２１は、図５に示すように、周縁部２９に凹凸形状の溝部３０を形成して歯車状とする。同様に、記録媒体４０は周縁部４４に凹凸形状の溝部４５を形成して歯車状とする。回転部２１は記録媒体４０に対して水平方向に配置されて周縁部２９の溝部３０は記録媒体４０の周縁部４４の溝部４５と噛合する。回転部２１は駆動部により円周方向に回転することで、この回転に伴い記録媒体４０を回転させることができる。
【００３９】
第２の実施形態において周縁駆動部２０は、回転部２１の溝部３０と記録媒体４０の溝部４５が互いに噛合することで、回転部２１の周縁部２９は記録媒体４０の周縁部４４と当接し、回転部２１の回転に伴い記録媒体４０を回転させるため、記録媒体４０は第１の実施形態の際のような滑りを生じない。したがって、本実施形態における周縁駆動部２０は、第１の実施形態において周縁駆動部２０に設けた回転量検出器２８が不要となる。
【００４０】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の適用はこの実施形態には限られず、その技術的思想の範囲内において様々に適用されうるものである。例えば、周縁駆動部２０の配置については、中心駆動部１０及び水平駆動部３と干渉せずに記録媒体４０の周縁部４４に回転部２１の周縁部２９を当接できる位置であれば、本実施形態に限られず、どの位置であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本実施形態における記録媒体と位置決め装置との関係を示した平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】記録媒体の位置決めの過程（ａ〜ｄ）を示した図である。
【図４】図２において中心駆動部及び水平駆動部を省略し、周縁駆動部による記録媒体の垂直方向の位置決めについて示した動作断面図である。
【図５】第２の実施形態における記録媒体と回転部との関係を示した図である。
【符号の説明】
【００４２】
１    回転駆動部
３    水平駆動部
１０    中心駆動部
２０    周縁駆動部
２１    回転部
２３    水平動作部
２５    垂直動作部
２６    微小駆動素子
２８    回転量検出器
２９    周縁部
３０    溝部
３２    微小駆動素子
４０    記録媒体
４１    ホログラム
４２    読み出し位置
４３    中心部
４４    周縁部
４５    溝部
【図１】
2005353155.tif 000003
【図２】
2005353155.tif 000004
【図３】
2005353155.tif 000005
【図４】
2005353155.tif 000006
【図５】
2005353155.tif 000007